切削刀具提供装置的制作方法

本发明涉及向切削装置提供切削刀具的切削刀具提供装置。

背景技术：

由分割预定线划分而在正面上形成有ic、lsi等多个器件的晶片通过切削装置分割成各个器件，分割得到的各器件被用于移动电话、个人计算机等电子设备。

另外，为了能够进行切削装置的无人运转，本申请人开发了能够自动更换切削刀具的切削装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特许第4837973号公报

但是，在上述专利文献1所公开的切削装置中，存在下述问题：可供更换的切削刀具的存量不充分，难以进行长时间的无人运转。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述事实而完成的，其目的在于提供切削刀具提供装置，能够充分储存可供更换的切削刀具，并且能够向具有刀具更换单元的切削装置适当地提供切削刀具。

根据本发明的一个方式，提供切削刀具提供装置，其向切削装置提供切削刀具，该切削装置包含：保持单元，其对被加工物进行保持；切削单元，其以能够旋转的方式安装有对该保持单元所保持的被加工物进行切削的切削刀具；进给单元，其将该保持单元和该切削单元相对地进行加工进给；以及刀具更换单元，其自动地对安装于该切削单元的切削刀具进行装卸，其中，该切削刀具提供装置包含：切削刀具储存箱，其储存多个切削刀具；搬送单元，其将切削刀具从该切削刀具储存箱中搬出并搬送至该切削装置；交接单元，其将通过该搬送单元搬送的切削刀具交接至该刀具更换单元；以及控制单元，该控制单元适当选择该切削装置所需的切削刀具并通过该搬送单元搬送至该切削装置。

优选该搬送单元包含：搬出部，其将切削刀具从该切削刀具储存箱中搬出；以及传送带，其将通过该搬出部搬出的切削刀具搬送至该切削装置。优选该交接单元包含：搬出机，其对通过该搬送单元搬送的切削刀具进行保持并搬出；以及刀具架，其接受通过该搬出机搬出的切削刀具并搬送至该刀具更换单元。优选该切削刀具提供装置还包含显示单元，该控制单元按照切削刀具的每个种类记录从该切削刀具储存箱中搬出的切削刀具的数量，并按照切削刀具的每个种类在该显示单元上显示能够进一步储存于该切削刀具储存箱的切削刀具的数量。

本发明的一个方式的切削刀具提供装置构成为向切削装置提供切削刀具，该切削装置包含：保持单元，其对被加工物进行保持；切削单元，其以能够旋转的方式安装有对该保持单元所保持的被加工物进行切削的切削刀具；进给单元，其将该保持单元和该切削单元相对地进行加工进给；以及刀具更换单元，其自动地对安装于该切削单元的切削刀具进行装卸，其中，该切削刀具提供装置包含：切削刀具储存箱，其储存多个切削刀具；搬送单元，其将切削刀具从该切削刀具储存箱中搬出并搬送至该切削装置；交接单元，其将通过该搬送单元搬送的切削刀具交接至该刀具更换单元；以及控制单元，该控制单元适当选择切削装置所需的切削刀具并通过该搬送单元搬送至切削装置，因此能够充分储存可供更换的切削刀具，并且能够向具有刀具更换单元的切削装置适当地提供切削刀具，因此能够进行长时间的切削装置的无人运转。

附图说明

图1是切削刀具提供装置和多台切削装置的立体图。

图2是图1所示的切削刀具储存箱的内部立体图。

图3是图2所示的切削刀具储存箱和搬送单元的立体图。

图4是图2所示的升降片进行了升降的状态的切削刀具储存箱和搬送单元的搬出部的立体图。

图5是示出交接单元和切削装置的一部分的立体图。

图6是示出图5所示的主轴组件的一部分的分解立体图。

标号说明

2：切削刀具提供装置；4：切削刀具储存箱；6：搬送单元；8：交接单元；14：显示单元；28：搬出部；30：传送带；40：搬出机；42：刀具架；100：切削装置；102：保持单元；104：切削单元；106：进给单元；108：刀具更换单元；b：切削刀具。

具体实施方式

以下，参照附图对切削刀具提供装置的实施方式进行说明。

在图示的实施方式中，如图1所示，沿着图1中箭头y所示的y方向配置有切削刀具提供装置2和被切削刀具提供装置2提供切削刀具的三台切削装置100。切削刀具提供装置2包含：切削刀具储存箱4(参照图1)，其储存多个切削刀具；搬送单元6(参照图3)，其将切削刀具从切削刀具储存箱4中搬出并搬送至切削装置100；交接单元8(参照图5)，其将通过搬送单元6搬送的切削刀具交接至切削装置100的后述的刀具更换单元108；以及控制单元(未图示)。另外，图1中箭头x所示的x方向是与y方向垂直的方向，x方向和y方向所限制的平面实质上是水平的。另外，在本说明书中，在图1中，将x方向的箭头所示的方向作为前方、将其相反的方向作为后方进行说明。

参照图1和图2，对切削刀具储存箱4进行说明。如图1所示，切削刀具储存箱4包含能够在内部储存多个切削刀具的长方体状的框体10。在框体10的前表面上安装有左右对开式的门12，在该左右对开式的门12的双方上附设有把手12a，通过作业员将门12打开而将切削刀具储存于框体10的内部。在框体10的上表面上搭载有显示单元14，按照切削刀具的每个种类显示能够进一步储存于切削刀具储存箱4的切削刀具的数量、以及已储存于切削刀具储存箱4的切削刀具的数量。如图2所示，在框体10的内部设置有：基板16，其在y方向上延伸；多根(在图示的实施方式中为四根)圆柱状的杆18，它们在y方向上隔开间隔地从基板16的上表面向上方延伸；环状的升降片20，其以升降自如的方式安装于各杆18的周面；以及多个(在图示的实施方式中为四个)升降单元22，它们使各升降片20升降。杆18的直径与环状的切削刀具b的内径相对应，将杆18插入切削刀具b的安装口o，从而在升降片20的上表面与杆18的上端之间在杆18上储存多个切削刀具b。切削刀具b按照切削刀具b的每个种类储存于各杆18。升降单元22具有：电动机24，其与杆18相邻地搭载于基板16的上表面；以及滚珠丝杠26，其从与电动机24连结的基端部向上方延伸。滚珠丝杠26的螺母部26a固定于升降片20。另外，滚珠丝杠26的上端部被适当的轴承(未图示)支承为旋转自如。并且，升降单元22通过滚珠丝杠26将电动机24的旋转运动转换成直线运动而传递至升降片20，从而使升降片20沿着杆18升降。另外，框体10的后面开放，能够通过搬送单元6从开放的框体10的后面搬出储存于各杆18的切削刀具b。另外，在切削刀具b的安装口o的外周形成有切刃k。

参照图1、图3和图4对搬送单元6进行说明。在图示的实施方式中，如图3所示，搬送单元6至少包含：搬出部28，其将切削刀具b从切削刀具储存箱4中搬出；以及传送带30，其将通过搬出部28搬出的切削刀具b搬送至切削装置100。搬出部28包含：气缸32，其与杆18相邻地在上下方向上延伸；以及电动机34，其固定于气缸32的缸筒32a的下端。气缸32通过电动机34而以在上下方向上延伸的轴线为中心进行旋转。在气缸32的活塞杆32b的上端固定有臂36的基端部，该臂36实质上水平延伸。在臂36的前端部固定有圆板状的吸附片38。在下表面上形成有多个吸引孔(未图示)的吸附片38通过流路与吸引单元(未图示)连接。并且，在搬出部28中，通过吸引单元在吸附片38的下表面上生成吸引力，从而能够利用吸附片38对通过升降单元22定位于杆18的上端的切削刀具b进行吸附并进行保持，并且通过对气缸32和电动机34进行驱动，从而能够将利用吸附片38进行了吸附的切削刀具b从切削刀具储存箱4的杆18搬出，并搬送至传送带30。另外，当通过搬出部28将切削刀具b从杆18搬出时，如图4所示，通过切削刀具储存箱4的升降单元22使升降片20按照切削刀具b的厚度的量而上升，将储存于杆18的最上方的切削刀具b定位于能够通过搬出部28搬出的位置。另外，搬出部28的数量是与切削刀具储存箱4的杆18的数量相同的数量即可。或者，在能够将吸附片38定位于多根杆18的上端部的情况下(例如臂36构成为在水平方向上伸缩自如，且搬出部28具有使臂36伸缩的伸缩单元的情况下)，搬出部28的数量可以少于杆18的数量。如图1所示，传送带30沿着y方向从搬出部28的后方延伸至距离切削刀具储存箱4最远的切削装置100的后方。并且，传送带30接受通过搬出部28搬出的切削刀具b，并将切削刀具b选择性搬送至三台切削装置100的后方。

参照图5对交接单元8进行说明。图示的实施方式中的交接单元8至少包含：搬出机40，其对通过搬送单元6搬送的切削刀具b进行保持并搬出；以及刀具架42，其接受通过搬出机40搬出的切削刀具b并搬送至切削装置100的刀具更换单元108。搬出机40包含壳体44，其夹着搬送单元6的传送带30而配置于切削装置100的后方。在壳体44的前表面(图5中的近前侧的面)上形成有l字状开口44a，通过l字状开口44a而向x方向突出的臂46被壳体44支承为以在x方向上延伸的轴线为中心旋转自如并在y方向上移动自如且升降自如。另外，在壳体44中设置有：旋转单元(未图示)，其使臂46以在x方向上延伸的轴线为中心进行旋转；y方向移动单元(未图示)，其使臂46沿着l字状开口44a的在y方向上延伸的部分在y方向上移动；以及升降单元(未图示)，其使臂46沿着l字状开口44a的在上下方向上延伸的部分升降。旋转单元可以包含与臂46连结的电动机。y方向移动单元例如可以包含：在y方向上延伸的滚珠丝杠，其螺母部借助旋转单元而与臂46连接；以及电动机，其与该滚珠丝杠连结。升降单元例如可以包含：在上下方向上延伸的滚珠丝杠，其螺母部借助旋转单元和y方向移动单元而与臂46连接；以及电动机，其与该滚珠丝杠连结。另外，如图5所示，在臂46的前端部固定有圆柱状的吸附片48。在轴向一个端面(图5中的下表面)上形成有多个吸引孔(未图示)的吸附片48通过流路而与吸引单元(未图示)连接。并且，在搬出机40中，通过吸引单元在吸附片48的下表面上生成吸引力，从而能够利用吸附片48对通过搬送单元6的传送带30搬送的切削刀具b进行吸附并进行保持，并且通过升降单元、y方向移动单元和旋转单元使臂46移动和旋转，从而能够将利用吸附片48吸附的切削刀具b从传送带30中搬出。

参照图5继续对交接单元8进行说明。交接单元8的刀具架42包含：引导部件50，其与搬出机40相邻，在x方向上从传送带30的上方延伸至与切削装置100的刀具更换单元108对置的位置；长方体状的可动片52，其在x方向上移动自如地搭载于引导部件50；以及x方向移动单元54，其使可动片52在x方向上移动。在引导部件50的上表面上形成有在x方向上延伸的引导开口50a。x方向移动单元54具有：滚珠丝杠(未图示)，其在引导部件50的内部沿x方向延伸；以及电动机56，其与该滚珠丝杠连结，x方向移动单元54使可动片52沿着引导部件50的引导开口50a在x方向上移动。如图5所示，在可动片52的y方向一个端面附设有向y方向突出的一对圆柱状的支承轴58。支承轴58的直径与切削刀具b的内径相对应，通过搬出机40将切削刀具b的安装口o嵌合于支承轴58，从而通过可动片52的支承轴58对切削刀具b进行支承。并且，在刀具架42中，利用x方向移动单元54使可动片52在x方向上移动，从而能够将被可动片52的支承轴58支承的切削刀具b搬送至能够交接至切削装置100的刀具更换单元108的位置。另外，在可动片52的支承轴58侧的面上形成有沿着支承轴58呈环状配置的多个吸引孔(未图示)，可动片52的吸引孔通过流路而与吸引单元(未图示)连接。并且，通过吸引单元在可动片52的y方向一个端面上生成吸引力，从而能够对利用支承轴58支承的切削刀具b进行吸附并进行保持，由此，当可动片52在x方向上移动时，能够防止切削刀具b从支承轴58落下。另外，在图5中为了便于说明仅示出一台交接单元8，但如后述那样图示的切削装置100分别具有一对切削单元104和一对刀具更换单元108，与切削单元104和刀具更换单元108的数量相对应地在各切削单元104的后方各设置一对交接单元8。即，在图示的实施方式中，设置有三台切削装置100，因此设置有共计六台交接单元8。

由计算机构成的切削刀具提供装置2的控制单元具有：中央处理装置(cpu)，其按照控制程序进行运算处理；只读存储器(rom)，其储存控制程序等；以及可读写的随机存取存储器(ram)，其能够储存运算结果等。控制单元与切削刀具储存箱4的升降单元22、搬送单元6、交接单元8以及显示单元14电连接，适当选择切削装置100所需的切削刀具b并通过搬送单元6从切削刀具储存箱4中搬送至切削装置100的后方，并且通过交接单元8将切削刀具b从搬送单元6交接至切削装置100的刀具更换单元108，如此对搬送单元6和交接单元8的动作进行控制。当从切削刀具储存箱4中搬出切削刀具b时，控制单元对升降单元22进行控制，使升降片20按照切削刀具b的厚度的量而上升。切削刀具b按照每个种类储存于各杆18，因此控制单元按照每个杆18记录所搬出的切削刀具b的数量，从而按照切削刀具b的每个种类记录从切削刀具储存箱4中搬出的切削刀具b的数量，按照切削刀具b的每个种类计算出能够进一步储存于切削刀具储存箱4的切削刀具b的数量、以及已储存于切削刀具储存箱4的切削刀具b的数量，并显示于显示单元14。另外，在已储存于切削刀具储存箱4的切削刀具b的数量低于规定的量的情况下，可以将该内容显示于显示单元14，提醒操作者对切削刀具b进行补充。

这里，对被切削刀具提供装置2提供切削刀具b的切削装置100进行说明。在图示的实施方式中，所设置的三台切削装置100分别可以是相同的结构，如图5所示，它们包含：保持单元102，其对被加工物进行保持；切削单元104，其以能够旋转的方式安装有对保持单元102所保持的被加工物进行切削的切削刀具b；进给单元106，其将保持单元102和切削单元104相对地加工进给；以及刀具更换单元108，其自动地对安装于切削单元104的切削刀具b进行装卸。

如图5所示，保持单元102包含：可动板112，其在x方向上移动自如地搭载于切削装置100的基台110；支柱114，其固定于可动板112的上表面上；以及卡盘工作台116，其旋转自如地搭载于支柱114的上端。构成为在上表面上对晶片等被加工物进行吸附的卡盘工作台116通过内置于支柱114的电动机(未图示)以在上下方向上延伸的轴线为中心进行旋转。

参照图5和图6对切削单元104进行说明。在图示的实施方式中，如图5所示，在跨越保持单元102而配置的门型的支承框架118上安装有一对切削单元104。各切削单元104具有：主轴组件120，其被支承框架118支承为在y方向上移动自如且升降自如；分度进给单元122，其使主轴组件120在y方向上移动；以及切入进给单元124，其使主轴组件120升降。如图6所示，主轴组件120包含：圆柱状的主轴128，其被主轴壳体126支承为以在y方向上延伸的轴线为中心而旋转自如；电动机(未图示)，其使主轴128旋转；切削刀具b，其以装卸自如的方式固定于主轴128的前端部；以及螺母130，其用于将切削刀具b固定于主轴128的前端部。另外，在切削单元104中安装有切削刀具监视单元(未图示)，其对切削刀具b的切刃k的磨损的程度及有无缺陷进行监视。如图5所示，在支承框架118上安装有移动单元134，其将拍摄单元132支承为在y方向上移动自如，并且使拍摄单元132在y方向上移动，该拍摄单元132用于对卡盘工作台116所保持的被加工物进行拍摄而检测要进行切削加工的区域。

如图5所示，进给单元106在基台110上具有：在x方向上延伸的滚珠丝杠138；以及与滚珠丝杠138连结的电动机140。滚珠丝杠138与保持单元102的可动板112连结。并且，进给单元106通过滚珠丝杠138将电动机140的旋转运动转换成直线运动而传递至可动板112，将保持单元102相对于切削单元104在x方向上进行加工进给。

刀具更换单元108具有：螺母装卸机构142，其用于将螺母130相对于切削单元104的主轴128进行装卸；刀具装卸机构144，其用于将切削刀具b相对于主轴128进行装卸；以及位置调整单元146，其对螺母装卸机构142和刀具装卸机构144的x方向位置和y方向位置进行调整。在螺母装卸机构142中，能够将固定于主轴128的螺母130旋松而将螺母130从主轴128取下，并且能够对从主轴128取下的螺母130进行把持。刀具装卸机构144具有隔着间隔配置的一对刀具把持单元148。在刀具装卸机构144中，通过一对刀具把持单元148的一方对切削刀具b进行把持而从螺母130已被取下的主轴128拔出该切削刀具b，并且通过一对刀具把持单元148的另一方对要安装于主轴128的更换用的切削刀具b进行把持而安装于主轴128。螺母装卸机构142和刀具装卸机构144与一对切削单元104相对应地分别在y方向上隔开间隔地呈轴对称配置有一对。另外，关于刀具更换单元108的具体的结构，可以是与上述专利文献1所公开的构成实质上相同的结构。

切削装置100还具有控制器(未图示)，其分别对自己的作业进行控制，并且根据从切削刀具监视单元输出的信息对切削刀具b是否需要更换进行判定。由计算机构成的各控制器与保持单元102、切削单元104、进给单元106、刀具更换单元108、和切削刀具监视单元、以及切削刀具提供装置2的控制单元电连接。另外，如图1所示，切削装置100设置有：清洗单元150，其对切削加工后的被加工物进行清洗；盒152，其对被加工物进行收纳；搬送机构154，其在清洗单元150、盒152以及卡盘工作台116之间对被加工物进行搬送；以及输入单元156，其用于对控制器输入加工条件等。

对如上所述的切削刀具提供装置2的动作进行说明。当安装于切削装置100的切削刀具b因磨损或缺陷而需要更换时，从需要更换切削刀具b的切削装置100的控制器对切削刀具提供装置2的控制单元输入与需要更换的切削刀具b的种类相关的信息、与需要更换的切削刀具b当前安装于一对切削单元104中的哪一个相关的信息、以及切削刀具b的提供指示。于是，切削刀具提供装置2的控制单元根据从切削装置100的控制器输出的信息，选定储存有应提供至切削装置100的切削刀具b的切削刀具储存箱4的杆18。另外，在切削装置100的控制器中，如下进行控制：通过刀具更换单元108的螺母装卸机构142将螺母130从主轴128取下，并且通过刀具装卸机构144的一方的刀具把持单元148将切削刀具b从主轴128取下。

接着，控制单元如下进行控制：通过搬送单元6的搬出部28从储存有应新安装于切削单元104的更换用的切削刀具b(以下称为“更换用切削刀具b”)的杆18将更换用切削刀具b搬出，并载置于传送带30。参照图3进行详细叙述，首先利用搬出部28的电动机34使气缸32旋转，将吸附片38定位于储存有更换用切削刀具b的杆18的上方。接着，利用气缸32使臂36下降，使吸附片38的下表面紧贴在更换用切削刀具b的上表面上。接着，使与吸附片38连接的吸引单元进行动作而在吸附片38的下表面上生成吸引力，从而使吸附片38的下表面吸附在更换用切削刀具b的上表面上。接着，利用气缸32使臂36上升。接着，利用电动机34使气缸32旋转，将利用吸附片38吸附的更换用切削刀具b定位于传送带30的上方。接着，利用气缸32使臂36下降，使更换用切削刀具b的下表面与传送带30的上表面接触。并且，使与吸附片38连接的吸引单元的动作停止而解除吸附片38的吸引力，将更换用切削刀具b载置于传送带30的上表面上。这样，控制单元通过搬出部28将更换用切削刀具b从杆18搬出，并载置于传送带30。

接着，控制单元通过传送带30将切削刀具b搬送至能够将更换用切削刀具b交接至配置于需要更换切削刀具b的切削单元104的后方的交接单元8的位置。

接着，控制单元如下进行控制：通过交接单元8的搬出机40将通过传送带30搬送的更换用切削刀具b搬出，并交接至刀具架42。详细叙述，首先利用搬出机40的升降单元使臂46下降，使吸附片48的下表面紧贴在更换用切削刀具b的上表面上。接着，使与吸附片48连接的吸引单元进行动作而在吸附片48的下表面上生成吸引力，使吸附片48的下表面吸附在更换用切削刀具b的上表面。接着，利用升降单元使臂46上升，并且利用旋转单元使臂46旋转，使利用吸附片48吸附的更换用切削刀具b与刀具架42的可动片52对置。此时，按照从y方向观察时可动片52的一方的支承轴58与更换用切削刀具b的安装口o匹配的方式，通过x方向移动单元54调整可动片52的位置。接着，利用y方向移动单元使臂46在y方向上移动，使更换用切削刀具b嵌合在可动片52的一方的支承轴58上。接着，使与搬出机40的吸附片48连接的吸引单元的动作停止而解除搬出机40的吸附片48的吸引力，并且使与刀具架42的可动片52连接的吸引单元进行动作而在可动片52的支承轴58侧的端面上生成吸引力，从而在可动片52的支承轴58侧的端面上对更换用切削刀具b进行吸附。由此，通过传送带30搬送的更换用切削刀具b通过交接单元8的搬出机40搬出，并交接至刀具架42。

接着，控制单元利用刀具架42的x方向移动单元54使可动片52移动至使利用可动片52进行保持的更换用切削刀具b与切削装置100的刀具更换单元108对置的位置。接着，控制单元使与可动片52连接的吸引单元的动作停止而解除可动片52的吸引力。接着，通过刀具装卸机构144的另一方的刀具把持单元148(未对从切削单元104取下的切削刀具b进行把持的那一方的刀具把持单元148)从可动片52的一方的支承轴58将更换用切削刀具b搬出，并且将安装于切削单元104的切削刀具b从一方的刀具把持单元148交接至可动片52的另一方的支承轴58。并且，更换用切削刀具b通过刀具更换单元108而被安装于切削单元104。另一方面，从切削单元104取下的切削刀具b按照与更换用切削刀具b相反的路径被搬送至切削刀具储存箱4。即，被取下的切削刀具b利用刀具架42进行搬送，接着在通过搬出机40而被载置于搬送单元6的传送带30并利用传送带30进行搬送之后，通过搬送单元6的搬出部28搬送至切削刀具储存箱4的框体10的内部。并且，搬送至框体10的切削刀具b按照每个切削单元104区分而保管规定的期间，在切削装置100中产生故障的情况等时，在追究故障的原因时进行参考。

在如上所述的切削刀具提供装置2中，能够在切削刀具储存箱4中充分储存可供更换的切削刀具b，并且能够通过搬送单元6和交接单元8向具有刀具更换单元108的切削装置100适当地提供切削刀具b，因此能够进行长时间的切削装置100的无人运转。